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基于總線方式的鉆井模擬器設(shè)計

作者: 時間:2012-10-24 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

五類最小單元在結(jié)構(gòu)上有很多相似之處,其最大的特點就是所有數(shù)據(jù)傳輸都是在一條RS485總線上完成,每個單元都設(shè)計成可拔插的模塊形式,便于安裝、拆卸和功能之間的替換,這也是總線的優(yōu)勢所在。

2. 以太網(wǎng)總線設(shè)計

RS485總線相似,以太網(wǎng)總線[56]除具備RS485總線的所有優(yōu)點外,還具有高數(shù)據(jù)傳輸率、高穩(wěn)定性、傳輸距離長和接口靈活等優(yōu)點。鉆井模擬器工作的實時性,主要由數(shù)據(jù)傳輸率和數(shù)據(jù)處理能力來體現(xiàn)。針對以上兩個要求,主控制器選擇具有兩個獨立的增強型USART和內(nèi)部嵌入以太網(wǎng)控制器模塊[7]的單片機。單片機完全實現(xiàn)介質(zhì)訪問控制和物理層收發(fā)器模塊。只需使用兩個脈沖變壓器[56]和一些無源元件就可以將單片機直接與以太網(wǎng)相連。它符合以太網(wǎng)模塊IEEE 802.3中所有關(guān)于雙絞線網(wǎng)絡(luò)10-BaseT連接的規(guī)定。它在內(nèi)部實現(xiàn)了一些數(shù)據(jù)包過濾機制,用以限制傳入的數(shù)據(jù)包。它還提供了一個用于實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)吞吐的內(nèi)置DMA模塊,以及硬件IP校驗和計算。另外還提供了兩個用于指示鏈路和網(wǎng)絡(luò)活動的LED輸出。

主控制器中一個USARTRS485接口連接,用于模塊內(nèi)部通訊,以太網(wǎng)通過變壓器和雙絞線連接于交換機上,將模塊內(nèi)部的RS485總線采集到的數(shù)據(jù)打包發(fā)送給教師控制臺進行分析處理,并將教師控制臺返回的數(shù)據(jù)包按地址分配給各最小單元執(zhí)行相應(yīng)操作。每個模塊內(nèi)置主控制器的目的在于分任務(wù)完成來自教師控制臺的數(shù)據(jù)包處理,這樣可以很大程度地分擔(dān)教師控制臺的數(shù)據(jù)處理量,提高數(shù)據(jù)處理能力,加之以太網(wǎng)的高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸特性,在實現(xiàn)鉆井模擬器的實時、穩(wěn)定運行提供了可靠的硬件保障。

二、結(jié)束語

在鉆井模擬器模塊內(nèi)部有一套RS485總線完成最小單元數(shù)據(jù)的采集和控制,在模塊與教師控制臺之間又有一套以太網(wǎng)總線完成數(shù)據(jù)交換,這樣所形成的鉆井模擬器的雙總線控制系統(tǒng)可簡化電氣部分結(jié)構(gòu),減小教師控制臺數(shù)據(jù)處理負擔(dān),提高鉆井模擬器工作的穩(wěn)定性和實時性,具有較高的實用價值。

參考文獻

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[7] 楊圣.PIC系列單片機的原理與實踐[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2003.


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